Metodología

FASE 1: Investigación

1. Formulación del anteproyecto

FASE 2: Producción de PLA

1. Preparación del equipo

1. Una bolsa de leche

2. Recipiente de 3L

3. Kefir

4. Colador

5. Gaza

6. Beaker

7. Pala

1. Fermentación láctica

1. Uso de kefir (dos cucharadas para un litro de leche) para acelerar la fermentación

2. Filtración del suero obtenido

2. Policondensación

1. Uso de un catalizador de zinc (0.6 gramos) para remover H2S y Sulfuros orgánicos activos

2. Materiales:

1. Reactor de policondensación de PLA: Es un reactor especial utilizado para la polimerización del PLA. Generalmente, están hechos de vidrio o plásticos a prueba de agua.

2. Placa calefactora o baño de aceite: Se utiliza para calentar el reactor y mantener la temperatura constante durante la polimerización del PLA.

3. Agitador magnético o varilla de agitación: Utilizado para mezclar la mezcla de prec...a en el interior del reactor y hacer que el PLA se mezcla uniformemente.

4. Termómetro: Se utiliza para controlar la temperatura del reactor y mantenerla constante durante la polimerización.

5. Extracción: Se utiliza para extraer el PLA del reactor y hacer que el material polimérico se mantenga en el interior del área de polimerización.

6. Balanza de precisión: Se utiliza para medir con precisión la cantidad de PLA y otros componentes que se utilizan en el proceso de polimerización.

7. |Papel filtro: Se utiliza para filtrar el PLA y eliminar impurezas o residuos.

8. Embudo de filtración: Se utiliza para ayudar a -transferir el PLA desde el reactor al papel filtro y también para mantener una presión constante en el área de filtración.

9. Solvatador: Se utiliza para mantener el PLA en el reactor durante el proceso de policondensación.

10. Contenedor: Se utiliza para mantener fresca la mezcla de PLA y almidón de papa durante el proceso de policondensación.

11. Agente deshidratador: Se utiliza para secar la mezcla de PLA y almidón de papa antes de entrar al reactor.

12. Agitador de barrido: Se utiliza para remover las impurezas del PLA y mejorar el proceso de policondensación.

13. |Tanque de enfriamiento: Se utiliza para enfriar la mezcla de PLA y almidón de papa antes de entrar al reactor.

14. Manguera de enfriamiento: Se utilizan para mantener la temperatura constante en el reactor.

FASE 3: Análisis e identificación de PLA

1. Creación de muestra de PLA para analizar sus propiedades

2. Mezcla con el almidón

1. Extracción del almidón

1. Preparación de materiales y equipo:

1. Papas frescas (aproximadamente 5-6 papas grandes)

2. Agua destilada

3. Licuadora

4. Tela o bolsa de tela fina

5. Recipientes de vidrio

6. Embudo de filtración

7. Papel filtro

8. Ácido clorhídrico (HCl)

9. Hidróxido de sodio (NaOH)

10. Solución de yodo

11. Centrífuga o decantador

2. Limpieza y pelado de papas: -

1. Lava y pela las papas para eliminar la suciedad y la piel exterior.

3. Corte y licuado:

1. Corta las papas en trozos pequeños y colócalos en la licuadora.

2. Agrega suficiente agua destilada para cubrir las papas.

3. Licua hasta obtener una mezcla homogénea.

4. Filtración y lavado:

1. Vierte la mezcla en una tela o bolsa de tela fina colocada sobre un recipiente de vidrio.

2. Exprime la bolsa para separar el líquido (almidón suspendido) del sólido (fibra de papa).

3. Lava el sólido con agua destilada para eliminar azúcares solubles y otros compuestos.

5. Obtención de almidón bruto:

1. Transfiere el sólido (almidón y fibra) a un recipiente limpio.

2. Agrega una solución de hidróxido de sodio (NaOH) para neutralizar los ácidos naturales de la papa y romper las células vegetales.

3. Mezcla y deja reposar con ayuda del agitador durante 30 minutos para permitir que el almidón se separe de la fibra.

6. Filtración y lavado del almidón:

1. Filtra la mezcla para separar el almidón del residuo fibroso.

2. Lava el almidón con agua destilada para eliminar impurezas y restos de fibra.

7. Hidrólisis del almidón: -

1. Coloca el almidón en un recipiente y agrega una solución diluida de ácido clorhídrico (HCl) para realizar la hidrólisis.

2. Calienta la mezcla a 50°C en un tiempo de 15 minutos para descomponer el almidón en azúcares más simples.

8. Neutralización y precipitación:

1. Añade hidróxido de sodio (NaOH a 0.5% en una temperatura de 28° o ambiente) a la solución ácida resultante para neutralizar el ácido.

2. Filtra la solución para separar los azúcares hidrolizados de los residuos sólidos.

9. Lavado y secado: -

1. Lava los azúcares hidrolizados con agua destilada para eliminar los restos de ácido y otros contaminantes. -

2. Precipita el almidón mediante la adición de una solución de yodo, formando un precipitado azul oscuro. -

3. Filtra el precipitado de almidón y sécalo en un horno a baja temperatura hasta que esté completamente seco.

10. Pesar y almacenar: -

1. Una vez seco, pesa el almidón obtenido. -

2. Almacenarlo en un recipiente hermético en un lugar fresco y seco. Este proceso implica la hidrólisis del almidón de papa para obtener azúcares más simples, seguido de la precipitación y extracción del almidón hidrolizado. Como siempre, ten en cuenta que los procedimientos exactos pueden variar según los protocolos específicos del laboratorio y los requisitos de pureza del almidón deseado.

2. Mezcla entre almidón y PLA: Para realizar una mezcla de 1 kilogramo entre Ácido Poliláctico (PLA) y almidón de papa

1. Preparación de materiales y equipo: -

1. 500 gramos de Ácido Poliláctico (PLA) en forma de pellets o polvo -

2. 500 gramos de almidón de papa en polvo (previamente extraído o adquirido) -

3. Balanza de precisión -

4. Matraces u otros recipientes de vidrio -

5. Agitador magnético o varilla de agitación -

6. Placa calefactora

2. Cálculos de proporciones: -

1. Divide el peso total deseado (1 kilogramo) en partes iguales: 500 gramos de PLA y 500 gramos de almidón de papa.

3. Preparación de la mezcla: -

1. Mide 500 gramos de PLA y 500 gramos de almidón de papa utilizando la balanza de precisión.

4. Mezcla y dispersión: -

1. Agrega el PLA y el almidón de papa en un matraz de vidrio en las proporciones medidas. -

2. Coloca el matraz en una placa calefactora y comienza a calentar a una temperatura adecuada para fundir el PLA (160-180 °C). -

3. Utiliza un agitador magnético o una varilla de agitación para mezclar los materiales mientras se funde el PLA. Asegúrate de que la mezcla sea homogénea.

5. Enfriamiento y solidificación: -

1. Una vez que la mezcla esté bien homogeneizada, retira el matraz de la placa calefactora y permite que la mezcla se enfríe y solidifique. Durante este proceso, el PLA se endurecerá y retendrá la estructura del almidón de papa en su interior.

6. Extracción y análisis (opcional): -

1. Si es necesario, extrae la mezcla sólida resultante del matraz. -

2. Puedes realizar análisis adicionales, como pruebas de propiedades mecánicas, térmicas o morfológicas, para evaluar las características de la mezcla. Ten en cuenta que estos pasos son una guía general para realizar la mezcla en el laboratorio. La preparación de mezclas de polímeros y materiales puede variar según los objetivos específicos del experimento y las propiedades deseadas en el producto final. Asegúrate de seguir las mejores prácticas de seguridad y ajustar los procedimientos según las necesidades de tu investigación.

FASE 4: Fabricación de prototipo y pruebas de mecanismo y salubridad